垃圾填埋場覆蓋層不同基質(zhì)對高羊茅生長的影響研究

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1、垃圾填埋場覆蓋層不同基質(zhì)對高羊茅生長的影響研究黃晉劉陸北京市第五中學100007指導老師：董世魁教授北京師范大學環(huán)境學院100875摘要：在室內(nèi)模擬條件下，利用盆栽試驗研究了垃圾填埋場覆蓋層不同基質(zhì)對綠地植物高羊茅生長發(fā)育的影響。研究結果表明，含廚余垃圾堆肥的基質(zhì)由于鹽堿度較高，對植物具有脅迫作用，植物的生長發(fā)育中后期受到嚴重抑制、甚至死亡；相對而言，以土壤為主的基質(zhì)對植物的脅迫作用較小，植物的生長表現(xiàn)較好。關鍵詞：土壤基質(zhì)，綠地植物；光合速率；甲烷效應；引言目前，我國處理垃圾的方式主要有焚燒、堆肥、填埋等，填埋處理以其建設投資少、運行成本低、處理量大、操作工藝簡單

2、等優(yōu)點，為我國的垃圾場廣泛采用。但填埋處理不但占用大量土地資源，還對周邊生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生較大負面影響，甚至影響人們的生產(chǎn)生活。面對許多已到庫容的垃圾填埋場，對其進行生態(tài)恢復，不但能降低污染，實現(xiàn)可持續(xù)利用土地資源，還能為居民提供全新優(yōu)美的景觀和游憩空間。在垃圾填埋場種植綠化植物，能夠凈化空氣，美化環(huán)境。利用土壤中的甲烷氧化菌將甲烷轉化成二氧化碳，再利用綠化植物將二氧化碳有機地吸收，而土壤中的基質(zhì)不但對植物的生長有利，還能夠促進垃圾填埋廠土壤中甲烷菌對填埋場垃圾所釋放甲烷的氧化作用，這樣有利于甲烷的吸收，降低甲烷排放量，減輕其對全球變暖的影響。1文獻綜述1.1研究背景與意

3、義1.1.1垃圾填埋場利用和開發(fā)迄今為止，已有數(shù)以萬計的填埋場封場，如果封場后的土地不及時進行規(guī)劃并加以開發(fā)利用將會浪費土地、惡化環(huán)境。以色列很注重封場后的城市生活垃圾填埋場的土地開發(fā)利用，已將封場后的城市生活垃圾填埋場作為開敞式的戶外娛樂場所（Anon,1965）。我國也很重視垃圾填埋場封場后土地的開發(fā)利用，多數(shù)用于植物的復墾（李雄、徐迪民等，2006）。10若將大面積的垃圾廢棄地采用重建以植被為主的人工生態(tài)系統(tǒng)，建成綠地、林帶和農(nóng)田，可以得到更多的土地資源（謝東、趙大民等，2002）。垃圾填埋場的綠化植物不僅具有美化環(huán)境、保持水土、調(diào)節(jié)氣候的作用，而且還具有凈化

4、空氣、減輕污染、降低溫室效應的功能(董世魁、楊文靜等，2009)。1.1.2影響垃圾填埋場植被生長的環(huán)境因素1.氣體污染垃圾填埋場的填埋物會產(chǎn)生大量的填埋氣體，如甲烷、二氧化碳、硫化氫、氨氣等，并形成惡臭。這些氣體會對環(huán)境和植物生長造成不同程度的負面影響，其中尤其是有機廢棄物厭氧分解所產(chǎn)生的甲烷和二氧化碳。甲烷是一種易燃、易爆氣體，當含量達5％～15％時會引起爆炸，且土壤中的甲烷會將氧氣擠掉，導致植物根系無氧，從而使主根干枯、爛掉或次根無法生長等。二氧化碳會導致土壤酸性改變，破壞植被的生長。2.土壤污染由于垃圾具有的毒害性和難降解性使垃圾填埋場中產(chǎn)生的毒害物質(zhì)和持續(xù)

5、性有機污染物在填埋后很長時間內(nèi)難以降解，可影響土壤肥力，改變土壤性質(zhì)和結構，破壞土壤的碳、氮循環(huán)來阻礙植物根系的生長和發(fā)育，并通過在植物體內(nèi)積蓄對生態(tài)環(huán)境造成更深的影響。3.垃圾滲濾液是由于可溶物、雨水及地表水等滲入填埋場，滲透通過垃圾層后，再加上垃圾的生物化學和化學降解作用，產(chǎn)生的一種含有高濃度懸浮物和高濃度有機和無機成分的液體L3J。垃圾滲濾液營養(yǎng)元素比例失調(diào)，且其中含有大量的重金屬、病毒、細菌等有毒物質(zhì)，滲濾液能隨雨水等溢出污染土壤，嚴重影響植被的生長，給植被重建與生態(tài)恢復帶來很大困難。4.其它污染垃圾填埋場的垃圾在發(fā)酵過程中，會產(chǎn)生較高的地溫，對填埋場的復墾

6、及植被重建將產(chǎn)生高溫危害。高溫易燒傷植物根系，不利于植物生長。此外，填埋場內(nèi)的垃圾還能引起一系列的鼠害、蟲害和其它傷害，破壞植被重建的效率和進程(茹雷鳴，李勝等，2007)。針對上述危害,在原有土壤的基礎上再覆蓋一層土壤與陶粒才能有效地減少垃圾填埋場對綠地植物生長的影響。1.1.3有利于綠地植物生長的基質(zhì)選擇如何使綠地植物在節(jié)約成本且適宜的垃圾填埋場覆蓋層土壤中生長，能夠更好的發(fā)揮出綠地植物對垃圾填埋場及其周邊環(huán)境的凈化、美化作用，是一個值得去研究的問題。1.2國內(nèi)外研究進展1.2.1關于甲烷脅迫對綠地植物生理生態(tài)特性的影響甲烷脅迫嚴重影響綠地植物苜蓿和高羊茅的生長

7、，主要表現(xiàn)在生長速度減小、光合作用減弱、干物質(zhì)積累量減少，所種植物均通過提高體內(nèi)脯氨酸含量來增加對甲烷脅迫的耐受力，苜蓿還可以通過降低SOD酶的活性來抵御甲烷脅迫；對綠地植物苜蓿和高羊茅而言，脯氨酸含量可以作為評定其耐甲烷脅迫的主要生理指標。經(jīng)對比研究，高羊茅在甲烷脅迫下的耐受性要好于苜蓿，所以初步選擇高羊茅為垃圾填埋場所適宜種的綠地植物101.2.2不同基質(zhì)下甲烷菌的氧化效率根據(jù)前期實驗中得出含有50％陶粒，10％堆肥的土壤的氧化效率較好。這個假設需要進一步做重復實驗來證實。同時，不同基質(zhì)下的植物生長表現(xiàn)也需要進一步開展實驗研究。2.材料與方法2.1試驗材料綠